烟草烟雾提取物通过Klotho-CHRNA5轴诱发皮肤衰老的机制

摘要

目的 探讨烟草烟雾导致抗衰老蛋白Klotho与烟碱型乙酰胆碱受体CHRNA5表达变化调控皮肤衰老的机制。方法 采用烟草烟雾提取物(cigarette smoke extract, CSE)处理HaCaT角质形成细胞，通过β-半乳糖苷酶染色及Western blotting检测细胞衰老相关表型及CHRNA5、Klotho蛋白表达变化。随后，在3～5月龄、6～7月龄及14月龄小鼠中，利用HE染色、免疫组化、Western blotting及RT-qPCR分析皮肤组织中CHRNA5、Klotho及衰老相关标志物的年龄依赖性变化。进一步地，在野生型与Klotho基因敲低小鼠中，通过免疫组化、Western blotting及RT-qPCR验证Klotho敲低效率，并检测Klotho基因对CHRNA5及衰老标志物的表达的影响。最后，对HaCaT细胞分别进行Klotho或CHRNA5的siRNA干扰，采用Western blotting及RT-qPCR检测两者及相关衰老标志物的表达，以验证其相互关系。结果 CSE处理可诱导HaCaT细胞衰老，表现为β-半乳糖苷酶染色阳性细胞显著增加(P=0.000 4),同时伴随CHRNA5蛋白水平显著上调(P=0.000 2)及Klotho蛋白水平下调(P=0.002 5)。在14月龄小鼠衰老小鼠相较于3–5月龄小鼠，皮肤表皮厚度减少(P<0.000 1),CHRNA5升高(P=0.000 9),而Klotho降低(P=0.000 1)。在Klotho基因敲低小鼠中，皮肤组织出现加速衰老表型，并伴随CHRNA5上调(P=0.010 7)。在Klotho敲低的HaCaT细胞中，同样观察到衰老标志物上升及CHRNA5表达增强(P=0.034 7)。相反，CHRNA5敲低可显著降低p16和p21等衰老相关标志物的表达(P=0.002 3;P=0.005 4)。结论 烟草提取物可以下调Klotho表达，及上调CHRNA5表达促进角质形成细胞衰老，进而促进皮肤衰老。

关键词

烟草烟雾提取物 / Klotho / CHRNA5 / 角质形成细胞 / 皮肤衰老

基金资助

国家自然科学基金(82273527,82573992); 山东省自然科学基金(ZR2022MH242)